Trockengebiete im Klimawandel

Die Trockengebiete der Erde

Abb. 1: Globale Trockengebiete nach Kategorien auf der Grundlage des Ariditäts Index (AI): Hyperarid: AI unter 0,05, Arid: AI über 0,05-0,2, Semi-arid: AI 0,2-0,5, Trocken subhumid: AI 0,5-0,65

Trockengebiete sind definiert als Landregionen, in denen das Verhältnis zwischen dem jährlichen Niederschlag und der potentiellen mittleren jährlichen Verdunstung nicht über 0,65 liegt. Dieses Verhältnis wird auch als Ariditätsindex (AI) bezeichnet. Nach dem Ariditätsindex werden die Trockengebiete in vier Trockenzonen eingeteilt:

• Hyperarid: AI unter 0,05
• Arid: AI über 0,05-0,2
• Semi-arid: AI 0,2-0,5
• Trocken subhumid: AI 0,5-0,65

Aridität bezieht sich auf langfristige klimatische Verhältnisse und ist zu unterscheiden von den sich kurzfristig ereignenden Dürren. Nach aktuellen Schätzungen bedecken durch den Ariditätsindex abgegrenzte Trockengebiete 46% der Landoberfläche der Erde. Den größten Anteil an den weltweiten Trockengebieten besitzt Afrika mit 32%, gefolgt von Asien (29%) und Nordamerika (11%). In Trockengebieten leben etwa 3 Mrd. Menschen bzw. 38% der Weltbevölkerung, 90% davon in Entwicklungsländern.

Landbedeckung und Landnutzung

Abb. 2: Landnutzung in Trockengebieten in 1000 ha und in %.

Die Vegetation in Trockengebieten ist grundlegend für die Lebensbedingungen der Bevölkerung. So sind Blätter und Früchte der Bäume eine wesentliche Quelle für die Nahrung von Mensch und Tier. Entgegen manchen Vorstellungen sind Wälder ein wesentlicher Bestandteil von Trockengebieten. Hier befinden sich 27% der globalen Waldgebiete, die 18% der Trockengebiete bedecken. Viele Bäume und Sträucher wachsen in isolierten Beständen außerhalb von Waldflächen (other wooded land), so auf Anbauland oder bebauten Flächen. Außerdem sind ein Viertel der Trockengebiete mit Gras bedeckt, 14% sind Anbauland und 28% Wüste (Abb. 2). Grasländer nehmen, wenn die Wüstengebiete nicht berücksichtigt werden, den größten Anteil der Trockengebiete ein. Sie werden dauerhaft als Wiesen und Weiden genutzt.

Waldflächen finden sich in Trockengebieten vor allem im südlichen Afrika, aber auch in Ostafrika, Südamerika und Australien. Etwa die Hälfte dieser Wälder besitzt ein dichtes Kronendach von 70-100% Bedeckung. Auf den übrigen mit holzigen Pflanzen bestandenen Flächen (engl. other wooded land) befinden sich mehrheitlich Sträucher und Büsche, während nur auf etwa einem Drittel Bäume stehen, die jedoch nur eine Kronendichte von 1-9% besitzen. Besonders in Asien und Afrika, wo Bäume und Sträucher eine wesentliche Grundlage der Ernährung der Bevölkerung darstellen, gibt es einen großen Baumbestand auf Anbauflächen.

Desertifikation

Abb. 3: Bevölkerungsdichte in den Trockengebieten der Erde: Personen pro km²

In Trockengebieten leben fast 40% der globalen Bevölkerung, besonders in Südasien, gefolgt von Afrika südlich der Sahara und Lateinamerika (Abb. 3). Bis 2050 könnte die Bevölkerungszahl von 3 auf 4 Mrd. steigen und damit doppelt so stark wachsen wie in nicht-Trockengebieten. Viele Menschen leiden schon heute unter extremer Armut, die mehr als doppelt so hoch ist wie im globalen Durchschnitt. Durch Desertifikation waren zu Beginn der 2010er Jahre rund 250 Mio. Menschen von Armut betroffen. In 2015 lebten 500 Mio. Menschen in solchen Trockengebieten, die einen starken Verlust an Biomasse aufwiesen. Die Lebensgrundlagen sind hauptsächlich von der Landwirtschaft abhängig, einer der Wirtschaftssektoren, der stark anfällig gegenüber dem Klimawandel und natürlichen Klimaschwankungen ist. Besonders betroffen sind Haushalte, die von der Weidewirtschaft abhängig sind; Schätzung gehen von 100-200 Mio. Menschen aus, wovon 30-63 Mio. eine nomadische Viehzucht betreiben. Der spärliche Bewuchs der Weiden ist ebenfalls durch den Klimawandel stark gefährdet.

Desertifikation ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Laut Definition durch den IPCC (den Weltklimarat) ist Desertifikation eine Landdegradation in ariden, semiariden und subhumiden Gebieten. Unter Landdegradation wird eine Verschlechterung der Land- und Bodenbedingungen verstanden, die durch direkte und indirekte menschliche Einwirkung, einschließlich des Klimawandels, verursacht wird. Häufig werden zu den Ursachen auch natürliche Klimaschwankungen gezählt, zumal sich Wetterextreme nicht immer eindeutig zuordnen lassen. Der Unterschied zwischen Degradation und Desertifikation ist also nicht durch verschiedene Prozesse definiert, sondern rein geographisch bedingt: Desertifikation umfasst alle Formen der Degradation in Trockengebieten.

Satellitenbeobachtungen des Normalized Difference Vegetation Index (NDVI - „normierter differenzierter Vegetationsindex“) zeigen, dass 6% der Trockengebiete seit 1982 eine Desertifikation erfahren haben und 20% ein hohes Risiko einer künftigen Desertifikation besitzen. Durch den Klimawandel nehmen die potentielle Verdunstung und die Trockenheit zu und die Vegetation wird einem verstärkten Trockenheitsstress ausgesetzt. Der Klimawandel spielte in Trockengebieten bisher hauptsächlich eine negative Rolle, was sich überproportional auf ärmere Länder ausgewirkt hat, z.B. auf Brasilien, Irak, Syrien, Jordanien, Kasachstan u.a. Ob sich langfristig die Trockengebiete durch den Klimawandel ausdehnen, ist, wenn man die zunehmende CO₂-Konzentration mitberücksichtigt, schwer einzuschätzen. Durch mehr CO₂ in der Atmosphäre wird das Pflanzenwachstum angetrieben und damit auch der Niederschlag und die Bodenfeuchtigkeit erhöht. So ist höchstwahrscheinlich davon auszugehen, dass künftig einige Trockengebiete sich ausweiten, andere sich verringern werden.

Abb. 4: Trockene Böden in Mauretanien, aufgenommen am 17. Februar 2012.

Eines der Hauptprobleme in Trockengebieten ist die Bodenerosion. Bodenerosion entsteht hauptsächlich durch starken Niederschlag und Wind, z.T. durch den Klimawandel verursacht. Fluten nach Starkregen schwemmen etwa die Bodenkruste weg. Die wichtigste Folge des anthropogenen Klimawandels ist jedoch die Austrocknung von Pflanzen und Boden durch geringere Niederschläge und höhere Temperaturen, durch die die Verdunstung verstärkt wird. Dürren schädigen die Pflanzendecke und trocknen den Boden aus, wodurch der Boden leichter durch Wind und Wasser erodiert werden kann. Ein wärmeres Klima kann zudem die Zersetzung von Pflanzenresten im Boden beschleunigen, wodurch dieser weniger in der Lage ist Wasser und Nährstoffe zu speichern. Trockenere und wärmere Bedingungen erhöhen auch die Gefahr von Bränden, die die Pflanzendecke schädigen, was wiederum stärkere Austrocknung und Erosion zur Folge haben kann. Ähnlich können sich auch natürliche Klimaschwankungen auswirken. Andererseits ist Bodenerosion auch eine Folge von direkten menschlichen Einwirkungen wie Überweidung, Abholzung oder unangepasste Bewässerung. So haben die wachsende Bevölkerung in Trockenländern und der zunehmende Nahrungsmittelbedarf zu einer Ausweitung von Anbauflächen auf Kosten von Wäldern und Weideland geführt.

Probleme durch den Klimawandel können zudem auch die Menschen zu Verhaltensweisen veranlassen, die die Bodenerosion weiter fördern. So können ausbleibende Niederschläge zur Überweidung führen oder zur Abholzung von Bäumen und Sträuchern, wodurch auch die Wurzeln, die den Boden binden, zumeist entfernt werden, was ihn der Erosion durch Wasser oder Wind aussetzt.

Abb. 5: Ursachen des Greening in Trockengebieten. Graue Flächen bezeichnen Nicht-Trocken- und hyperaride Gebiete.

Greening in Trockengebieten

Trotz der durch den Klimawandel bedingten Prozesse, die primär mehr Trockenheit bewirken, haben Satellitenbeobachtungen seit 1980 nicht nur weltweit, sondern auch in den Trockengebieten ein Grünerwerden der Vegetation (engl. Greening) gezeigt, ein Zeichen für eine höhere Nettoprimärproduktion (NPP). 41% der Trockengebiete zeigten zwischen 1982 und 2015 ein deutliches Grünerwerden und 53% keine signifikante Veränderung. Die wichtigste Ursache ist eine höhere CO₂-Konzentration der Atmosphäre (CO₂-Düngung), durch die das Pflanzenwachstum verstärkt wurde. Auf 44% der Fläche war der Hauptgrund des Greenings die höhere CO₂-Aufnahme der Vegetation in den Trockengebieten. Auf 28% spielten Landnutzungsänderungen die wichtigste Rolle und auf 13% der Klimawandel (Abb. 5). Regional können die Ursachen allerdings sehr unterschiedlich sein.

Ein Schwerpunkt des Greenings in Trockengebieten ist die Sahel-Zone in Westafrika. Die Hauptursache ist hier die CO₂-Düngung, aber auch natürliche Klimaschwankungen (höhere Niederschläge) und eine veränderte Landnutzung spielen eine Rolle. Weniger relevant ist der Klimawandel. In Asien zeigt vor allem Indien ein starkes Grünerwerden. Ein wichtiger Grund ist das Wiedererstarken des indischen Sommermonsuns, wodurch die Niederschläge sich erhöht haben. Vor allem aber hat sich eine verbesserte Landnutzung wie ein nachhaltigerer Umgang mit den Grundwasserressourcen und optimalere Bewässerungspraktiken ausgewirkt. Die Landnutzung hat dadurch in Indien als der einzigen Region einen höheren positiven Effekt als die CO₂-Düngung. In China ist ebenfalls ein Grünerwerden der Vegetationsdecke in den letzten Jahrzehnten zu beobachten, für das hier vor allem Wiederaufforstungsprogramme verantwortlich sind, die die negativen Auswirkungen des Klimawandels und von Klimaschwankungen übertrafen. Über die Hälfte der Trockengebiete zeigten keine signifikanten Veränderungen. Hier wurden negative Effekte durch Landnutzung und Klimawandel durch CO₂-Düngung und natürliche Klimaschwankungen kompensiert. Bei fortschreitendem Klimawandel könnte das Risiko einer Desertifikation wetltweit jedoch größer werden. Das gilt besonders für Südafrika.

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Kontakt: Dieter Kasang